Сварка трубопроводов

Регулировка длительности заднего фронта импульса "TAILOUT" — это дополнительная регулировка тепловыделений на дуге. В боль­ шинстве случаев при сварке корневых швов регулятор "TAILOUT" устанавливают в позицию "О"

При выполнении прихватки возбуждение дуги производят на одной из кромок. Затем дугу переносят на противоположную кромку, формируя при этом сварочную ванну. Прихватку выпол­ няют требуемой длины. Прерывание дуги обязательно производят на одной из кромок, а не в зазоре.

Начало и конец каждой прихватки необходимо сошлифовать, чтобы обеспечить плавный переход от корневого шва к прихватке. Процесс STT не позволяет полностью проплавить прихватку.

В процессе сварки корневого шва при заходе и выходе с при­ хватки колебания прекращают, чтобы обеспечить хорошее сплав­ ление.

3.5.5. Основные сварочные параметры

Скорость подачи сварочной проволоки — влия­ ет на скорость наплавки. Более высокая скорость подачи предоп­ ределяет более высокую скорость сварки.

Пиковый ток — управляет длиной дуги и формой наплавлен­ ного валика. Увеличение пикового тока приводит к увеличению длины дуги и формированию более плоской внешней поверхности шва. Высокие значения пикового тока могут привести к образова­ нию вогнутой поверхности. Величина пикового тока обычно выше базового и лежит в диапазоне от 250 до 400 А.

Базовый ток — определяет общее тепловложение и форму об­ ратного валика. Если базовый ток очень высокий, то в верхней ча­ сти трубы будет наблюдаться чрезмерное проплавление, а в пото­ лочном положении — провал. Значение базового тока ниже пико­ вого и составляет 25—100 А.

Горячий старт — регулирует время действия стартового тока, превышающего на 25 —50 % установленное значение, для облегче­ ния зажигания и компенсации влияния на процесс холодной детали. Шкала регулятора стартового тока проградуирована до 10. Максимальное значение шкалы соответствует четырем секундам.

Длительность заднего фронта импульса — с увеличением

длительности заднего фронта импульса увеличивается тепло, вво­ димое в сварочную ванну, при этом длина дуги не меняется. Это особенно рекомендуется при сварке высоколегированными про­ волоками из нержавеющих сталей. При увеличении данного пара­ метра необходимо понизить базовый и/или пиковый ток, что­ бы выдержать необходимую форму наплавленного валика. На рис. 3.51 показана рекомендуемая разделка кромок для сварки про­ цессом STT.

Рис. 3.51. Разделка кромок для сварки процессом STT

Расход газа — расход газа в данном процессе обычно ниже, чем при обычной сварке в среде защитных газов, так как размер ванны меньше.

Типичные режимы сварки корневого шва для трубы с толщи­ ной стенки 5/16" (7,9 мм) и более следующие:

Сварку STT относит к так называемым "холодным" процессам. Общее количество тепла, выделяемое дугой, значительно ниже, чем при обычной полуавтоматической сварке в среде защитных газов. Однако это не приводит к образованию таких дефектов, как несплавления, потому, что маленький размер сварочной ванны

не позволяет ей убежать, и она постоянно находится под контро­ лем сварщика.

Высокий расход газа может значительно охладить сварочную ванну. Обычно он составляет 12 л/мин. Расход газа увеличивают в том случае, если сварку производят в полевых условиях при вет­ ровых нагрузках или когда контактный наконечник выступает от торца сопла на расстоянии более 6,4 мм.

Рекомендуемые режимы сварки корневого шва на спуск пред­ ставлены в табл. 3.30. Рекомендуется использовать проволоку типа L-56 диаметром 0,045" (1,2 мм) и защитный газ — С 02.

Таблица 3.30

При использовании в качестве защитного газа смесей аргона необходимо уменьшить пиковый ток и увеличить базовый.

В качестве защитного газа при сварке углеродистых сталей ис­ пользуется 100 % С 02. Могут быть использованы также различные смеси аргона. Однако большое содержание аргона в этих смесях приводит к струйному переносу.

Сварку нержавеющих сталей ведут в среде :

1.90% Не — 7,5% Аг — 2,5% С02;

2.55% Не — 42,5% Аг — 2,5% С 02;

3.98 % Аг — 2 % 0 2 или 96 % Аг — 4 %С 02.

Если применяются смеси аргона, то сила пикового тока значи­ тельно ниже, чем при использовании чистого С 02.

В основном сварка корневых швов процессом STT ведется на спуск. Кроме этого, возможна сварка на подъем. При этом про­ цесс проходит на низких скоростях подачи и характеризуется невысокой производительностью.

Заполняющие и облицовочные слои могут быть также выпол­

нены с помощью STT. Однако низкие скорости наплавки замедля­ ют процесс сварки.

Технология сварки неповоротных стыков трубопроводов мо­ жет иметь различные варианты. Один из них: корневой шов — полуавтоматическая сварка STT; заполняющие и облицовочные швы — полуавтоматическая сварка порошковой самозащитной проволокой Innershield NR-207.

Все перечисленные режимы сварки носят рекомендательный характер. В реальных условиях с учетом индивидуальных особен­ ностей сварной конструкции они могут быть другими. Если фор­ ма, размеры и качество выполненного шва удовлетворяют уста­ новленным требованиям и высока производительность процесса, значит, режим выбран правильно.

Рекомендуемые режимы сварки труб из углеродистой стали с толщиной стенки трубы 3/8" (9,5 мм) с использованием проволо­ ки типа L-56 диаметром 0,045" (1,1 мм), защитного газа — 100 % С 02 с расходом 12 л/мин представлены в табл. 3.31.

сварка на подъем

Рекомендуемые режимы сварки для труб из нержавеющей стали с толщиной стенки трубы 3/8" (9,5 мм) с использованием нержавеющей проволоки диаметром 0,045м(1,1 мм), защитного газа — 98 % Аг 4- 2 % 0 2с расходом газа 12 л/мин следующие:

Рекомендуемые режимы сварки для труб из нержавеющей стали с толщиной стенки трубы — 1/8" (3,2 мм), с использованием нержавеющей проволоки диаметром 0,035" (0,9 мм), защитного газа — 90 % Не + 7,5 % Аг + 7,5 С 02 (98 % Аг + 2 % 0 2 — с более хо­ лодной сварочной ванной) и расходом газа — 12 л/мин:

Сварка STT порошковой проволокой. Как уже было отмече­ но, процесс STT является одной из разновидностей сварки в за­ щитных газах в режиме коротких замыканий. Если при сварке по­ рошковой проволокой происходит струйный перенос металла, то это не означает, что источник STT нельзя использовать для этих целей. На самом деле сварка может быть осуществлена, но это уже

будет не процесс STT. При этом наблюдается значительное сниже­ ние вариаций сварочных параметром для получения шва требуе­ мой формы, размеров и качества.

Сварка оцинкованных труб. Трубы с толстым цинковым по­ крытием (например, гальванизированные) гораздо лучше свари­ вать с помощью STT, чем обычной сваркой в среде защитных газов. Это возможно благодаря тому, что в процессе STT дуга концентрируется в довольно узкой зоне и сварочная ванна, имею­ щая небольшие размеры, не выходит вперед дуги. При обычном процессе ванна расплавленного металла забегает вперед дуги и захватывает часть оцинкованной поверхности. Цинк начинает испаряться со дна сварочной ванны и выходить на ее поверхность. Если ванна затвердеет перед тем, как все пузырьки цинка выйдут наружу (это исключается при сварке на очень низких скоростях), то это приведет к образованию пор. Иногда поры видны на внешней поверхности шва (вырывы), но обычно (особенно на угловых швах таврового соединения) их трудно обнаружить ви­ зуально.

В процессе сварки STT ванна, меньшая по размеру, локализо­ вана вокруг дуги и при этом происходит прожигание цинкового слоя с помощью дуги вместо его расплавления сварочной ванной. Объем расплавленной стали в сварочной ванне — небольшой.

Влияние входного напряжения на сварочные параметры процесса STT. Время реакции источника, или, другими словами, время, требуемое для изменения сварочного тока с одного значе­ ния на другое, для Invertec STT II измеряется в микросекундах. Это во много раз меньше времени реакции обычных сварочных источ­ ников питания трансформаторного типа с тиристорным управле­ нием.

На передней панели источника представлена упрощенная форма сварочного тока. Передний и задний фронт пикового импульса представлены в виде прямых. На самом же деле они Име­ ют некоторую кривизну, величина которой зависит от времени реакции источника.

Время реакции (или dICB/dt) является функцией входного на­ пряжения. При уменьшении входного напряжения оно увеличива­ ется. В связи с этим, если входное напряжение ниже 460 В, то не­ обходимо поднять пиковый ток /п, чтобы компенсировать влияние низкого напряжения сети питания. Повышение /п приводит к уве­

3.6.АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ТРУБ

ВСРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ КОМПЛЕКСОМ CRC-Evans AW

3.6.1.Технология автоматической сварки труб комплексом CRC-Evans AW

Область применения. Система автоматической сварки "CRC-Evans AW" предназначена для двусторонней сварки неповоротных стыков труб диаметром 630—1420 мм. В ней реали­ зован процесс сварки тонкой электродной проволокой сплошного сечения в среде защитных газов. Конструкция и состав оборудова­ ния обеспечивают комплексное решение автоматизации сварки неповоротных стыков линейной части магистральных нефтепро­ водов, основанное на следующих технологических подходах [8, 16]:

повышение производительности сварки за счет уменьшения объема наплавленного металла при использовании специальной узкой разделки и сборки без зазора кромок в сочетании с повы­ шенным коэффициентом наплавки при сварке тонкой электрод­ ной проволокой;

использование быстродействующего пневматического цент­ ратора и сокращение времени сборки стыка, так как нет необхо­ димости устанавливать зазор;

сокращение времени сварки корня шва за счет применения многоголовочного сварочного автомата;

обеспечение высокого темпа производства работ на трассе ма­ гистрального трубопровода за счет высокой скорости сварки и со­ вмещения сварки корневого шва и "горячего" прохода;

компенсация неточностей сборки, обеспечение гарантируе­ мого качества корневого слоя и всего шва в целом за счет приме­ нения процесса двусторонней сварки.

В 1968 г. фирмой CRC-Evans была впервые разработана систе­ ма для автоматической сварки трубопроводов, которая имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с ручной дуговой сваркой:

высокий коэффициент наплавки; снижение объема наплавляемого металла;

качественные и стабильные показатели по механическим